Гидравлика, гидропривод и гидропневмоавтоматика практикум

верхней (по рисунку) до нижней точки, ввиду контакта с наклонным диском задвигаются в цилиндры, что приводит к уменьшению объема рабочих камер и нагнетанию жидкости в напорную магистраль. Для выхода жидкости из цилиндров, проходящих данный участок, каждый из них на данном угле вращения соединяется с напорной магистралью посредством выпускного окна, выполненного по аналогии с впускным.

Рис. 7.8. Схема аксиально-поршневых гидромашин с наклонным диском (а) и блоком (б):

1 – распределительный диск; 2 – блок цилиндров; 3 – поршень; 4 – наклонный диск; 5 – вал; 6 – фланец; 7 – центрирующий валик; 8 – шатун

Аксиально-поршневой насос с наклонным блоком точно так же имеет блок цилиндров с установленными в цилиндрах поршнями и

61

такой же торцовый распределительный диск, но отличается от насоса с наклонным диском тем, что все его поршни установлены на шатунах, а шатуны шарнирно соединены еще с одним блоком, который является ведущим и относительно которого блок цилиндров повернут на угол γ (рис. 7.8, б).

Аксиальные машины (как с наклонным диском, так и с наклонным блоком) являются обратимыми, то есть способными работать в режимах гидронасоса и гидромотора. Кроме того, эти машины могут быть выполнены регулируемыми и реверсивными. Рабочий объем данных машин может изменяться путем изменения угла наклона диска (блока), а при изменении угла наклона диска (блока) на противоположный изменяется дополнительно к этому и направление течения жидкости. При этом назначение окон всасывания и нагнетания в распределительном диске изменяется на противоположное. Кроме того, направление течения жидкости в данных машинах можно изменить путем изменения направления вращения ее вала при неизменном угле диска (блока).

Принцип работы в режиме гидромотора: рабочая жидкость под давлением поступает через распределительный диск 1 в рабочие камеры, создавая усилие, которое через поршень 3 воздействует на фланец 6. Это усилие на фланце преобразуется в две составляющие, одна из которых Т направлена тангенциально к оси гидромотора и создает крутящий момент.

Аксиально-поршневые машины имеют наилучшие технические характеристики по сравнению с другими типами роторных машин. Однако в то же время они являются и наиболее дорогостоящими, что ограничивает круг их применения. Аксиально-поршневые машины имеют КПД в районе 95−98 %, являются малошумными и высокооборотными (до 30 000 мин–1). В то же время они способны работать устойчиво в режиме гидромотора при малых скоростях вращения (около 3 мин–1). Аксиальные машины способны развивать давление до 60–70 МПа. При эксплуатации аксиальных и радиальных поршневых машин предъявляются повышенные требования к степени очистки перекачиваемой жидкости, так как твердые примеси могут повредить обработанные с высокой точностью поверхности поршней и цилиндров.

62

Контрольные вопросы

1.Что такое роторные гидромашины, приведите их классификацию.

2.Как устроен шестеренный насос с внешним зацеплением зубьев?

3.Что такое пластинчатые гидромашины, их разновидности и принцип действия.

4.Как устроены и функционируют радиально-поршневые гидромашины с внешним и внутренним расположением направляющей?

5.Как работает высокомоментный радиально-поршневой гидромотор многократного действия?

6.Как устроены и функционируют аксиально-поршневые гидромашины с наклонным диском и наклонным блоком?

7.Каким образом обеспечивается прижим блока цилиндров к гидрораспределителю?

8.Как обеспечивается гидростатическая разгрузка поршней в контакте с наклонным диском?

63

Лабораторная работа № 8

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГИДРОДВИГАТЕЛЕЙ (ГИДРОЦИЛИНДРОВ)

Цель работы: изучить устройство, принцип действия гидроцилиндров, провести испытание гидроцилиндра и снять его рабочие характеристики.

Основные положения

Испытания цилиндров проводятся для снятия рабочих характеристик и проверки герметичности.

Рабочей характеристикой гидроцилиндра называются зависимости усилия на штоке и КПД цилиндра от скорости перемещения штока.

Описание установки

Установка для испытаний гидроцилиндра представляет собой часть универсального стенда. На рис. 8.1 изображена ее принципиальная гидравлическая схема.

Рис. 8.1. Гидросхема установки для испытаний гидроцилиндра

64

Установка состоит из насоса Н1 с приводным электродвигателем ЭД1 и предохранительного клапана ПК1, распределителя Р4, дросселя Д2, испытываемого и нагрузочного цилиндра ГЦ2, которая оснащена насосом Н3 с приводным электродвигателем, нагрузочными дросселями Д5 и Д6.

Включение электромагнитов Э7 и Э6 распределителя Р4 позволяет осуществлять возвратно-поступательное движение штока гидроцилиндра ГЦ1.

Контрольно-измерительные приборы: манометры М1–М4, М11, М16, датчик расхода ТДР9, система измерения времени, за которое выходное звено нагрузочного цилиндра ГЦ2 проходит контрольный участок пути длиной 0,160 м. Эта система состоит из двух бесконтактных концевых выключателей типа БВК, включенных в систему электромеханических часов типа ПВ-53Щ, и металлического лепестка, закрепленного на одном из штоков нагрузочного цилиндра.

Порядок выполнения работы

1.Перед запуском установки необходимо галетный переключатель, расположенный на пульте управления универсального стенда, настроить на программу 4, включить кнопку «Цепи управления», «Программа пуск», наблюдать на мнемосхеме стенда включение лампочек, обозначающих программу 4. Полностью открыть дроссели Д2, Д4, Д5, Д6, закрыть дроссели Д3, Д7. Открыть предохранительный клапан ПК1 (см. рис. 8.1).

2.Включить гидронасос Н1 нажатием кнопки «Гидронасосы Н1–Н3». Настроить предохранительный клапан ПК1 на давление 3,0–3,5 МПа (контроль по манометру М11).

3.Включением электромагнита Э7 масло подается в бесштоковую полость гидроцилиндра ГЦ1, шток которого перемещается вправо. При движении штока в табл. 8.1 регистрируются и заносятся следующие величины: показания манометров М1, М2, М3, М4, время перемещения штока t, показания датчика расхода ТДР9.

4.Включением электромагнита Э6 гидроцилиндр возвращается в исходное положение.

5.Перекрываем дроссели Д5 и Д6 (6–8 положений), тем самым увеличиваем противодавление в нагрузочном цилиндре ГЦ2. Для каждого положения дросселей позиции 3–5 повторяем.

65

Рабочую характеристику снимаем при подаче жидкости в бесштоковую полость испытуемого гидроцилиндра ГЦ1.

Нагрузка PH на штоке ГЦ1 от действия давления в нагрузочном гидроцилиндре вычисляется по формуле

где p3 – давление в левой полости ГЦ2, определяемое показанием манометра М3, Па;

p4 –давление в правой полости ГЦ2, определяемое показанием манометра М4, Па;

D2 = 100 мм, d2 = 25 мм, d1 = 50 мм (см. рис. 8.1).

Сила противодавления Рпр определяется по зависимости

где p2 – давление в штоковой полости ГЦ1, определяемое показанием манометра М2, Па;

D1 = 80 мм, dш = 40 мм.

Усилие, развиваемое гидроцилиндром,

где p1 – давление в бесштоковой полости ГЦ1, определяемое показанием манометра М1.

Механический КПД гидроцилиндра

где l – ход поршня, l = 160 мм;

t – время перемещения штока цилиндра их одного крайнего положения в другое, с.

66

Объемный КПД гидроцилиндра

где QT – теоретический расход жидкости, подводимый насосом, необходимый для работы ГЦ1.

Определяется датчиком расхода ТДР9, Q = α + b ∙ f. Qф – фактический расход к ГЦ1.

Полный КПД гидроцилиндра

По вычисленным значениям P, Vф, η строится рабочая характеристика гидроцилиндра.

Контрольные вопросы

1.С какой целью проводятся испытания гидроцидиндров?

2.Что такое рабочие характеристики гидродвигателей?

67

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Свешников, В. К. Станочные гидроприводы: справочник / В. К. Свешников. – СПб.: Политехника, 2015. – 630 с.

2.Башта, Т. М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы / Т. М. Башта. – Издательский дом Альянс, 2010. – 340 с.

3.Башта, Т. М. Гидравлика, гидравлические машины и гидравлические приводы / Т. М. Башта, С. С. Руднев. – М.: Машинострое-

ние, 1990. – 360 с.

4.Гидропневмоавтоматика и гидропривод мобильных машин. Средства гидропневмоавтоматики / А. Ф. Андреев, [и др.]. – Минск: ВУЗ – ЮНИТИ БГПА - ИСН, 1998. – 224 с.

5.Баранов, В. Н. Электрогидравлические следящие приводы вибрационных машин / В. Н. Баранов. – М.: Машиностроение, 1998. – 264 с.

68

69